(57)【要約】【課題】  フィラメント軸方向の中央側である窓部材中央領域における窓の発熱を抑制して、窓部材中央領域の窓の破損を防止するとともに、各窓から放射される電子ビーム出力が均一化された電子ビーム管を提供するものである。【解決手段】  本発明の電子ビーム管１は、真空容器２の内部に電子を放出する帯状のフィラメント３ａが直線状に配置され、フィラメント３ａから放出された電子を透過する窓２４ａがフィラメント軸に沿って形成された窓部材２４を有する電子ビーム管において、フィラメント３ａは、複数の貫通孔Ｈが形成され、フィラメントの単位面積あたりの表面積が、フィラメントの幅方向において両端側より中央側の方が小さくなっていることを特徴とする。【選択図】    図２
2006047254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器の内部に電子を放出する帯状のフィラメントが直線状に配置され、当該フィラメントから放出された電子を透過する窓がフィラメント軸に沿って形成された窓部材を有する電子ビーム管において、
前記フィラメントは、複数の貫通孔が形成され、フィラメントの単位面積あたりの表面積が、フィラメントの幅方向において両端側より中央側の方が小さくなっていることを特徴とする電子ビーム管。
【請求項２】
前記貫通孔は、全て同一形状であって、フィラメントの幅方向において中央側に貫通孔が密に存在し、フィラメントの幅方向において両端側に貫通孔が粗に存在していることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム管。
【請求項３】
前記貫通孔は、フィラメントの幅方向において中央側に位置する貫通孔の開口面積が一番大きく、フィラメントの幅方向において両端側に向かうにつれて、順次貫通孔の開口面積が小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハのレジストの硬化や各種印刷物のインクの乾燥等に利用される電子ビームを用いた真空型の電子ビーム管に関するものであり、特に、電子ビーム管の電子を透過する窓に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子ビーム管は、特開２００１−５９９００号公報に記載されている構造であり、図１を用いて説明する。
電子ビーム管１は、真空容器２と、この真空容器２の内部に設けられた電子ビーム発生器３とから成る。
電子ビーム発生器３は、フィラメント３ａとフィラメント３ａを挟むように一対のグリッド３ｂを有している。このグリッド３ｂは、熱せられたフィラメント３ａから放出された電子を、後述する窓部材２４方向に向けて電子ビームの形状を整える電子レンズの役目を果たすものである。
真空容器２は、例えば、パイレックスガラス（登録商標）から成る有底円筒状の容器本体２１と、この容器本体２１の前方開口を覆うように設けられた蓋部材２２とから成り、その内部は真空に保たれる。
【０００３】
蓋部材２２には、電子ビーム発生器３の直線状のフィラメント３ａから放射された電子が通過する電子ビーム通過孔２３が形成されており、その電子ビーム通過孔２３を密閉するように窓部材２４が設けられている。
上記において、電子ビーム通過孔２３は、例えば、横方向（図１で左右方向）に細長い長方形状とされている。
【０００４】
また、窓部材２４は、例えば、全厚５００μｍのシリコンウエハを材料として、これをエッチング処理により薄膜化して矩形状のフィラメント３ａから放射された電子を透過する窓２４ａを形成したものであり、その窓２４ａの厚さは、例えば３μｍ程度であって、複数横方向（図１の左右方向）に並んで形成されている。なお、図１中、窓２４ａは機能を説明するために模式的に示すのであり、後述する図７の窓の数と異なって示されているものである。
そして、これらの隣接する窓２４ａ間には、厚さ１００〜５００μｍ程度の補強用の梁２４ｂが残留する形で形成されている。
【０００５】
図５（イ）は、フィラメント３ａのみ取り出した説明図であり、フィラメント３ａは直線状であり、その両端は給電用リード３１に接続された構造になっている。
図５（ロ）は、図５（イ）に示す矢印方向である電子ビーム出射方向からフィラメント３ａを見た平面図であり、フィラメント３ａは幅広の帯状体である。
【０００６】
図６は、図１中、矢印Ａ方向から見た窓部材２４の説明図であって、窓２４ａは、全て同じ形状であって、図５（ロ）に示すフィラメント軸Ｘ−Ｘに沿うように等間隔で複数形成されている。なお、２４ｂは隣接する窓間に存在する梁である。
【特許文献１】特開２００３−２４２９３０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような電子ビーム管は、フィラメント３ａが図５（ロ）に示すように、幅広の帯状体であり、グリッド３ｂによる電子レンズ作用で発生する収差によって、フィラメントの中央領域Ａから出射された電子が、図６中窓部材２４の中央領域Ａに飛んで行くことになり、また、フィラメントの端部領域Ｂにおいても中央領域Ａに近い位置から出射された電子が、図６中窓部材２４の中央領域Ａに飛んで行くことになる。
【０００８】
つまり、窓部材２４では、中央領域Ａの方が端部領域Ｂに比べ飛んでくる電子の量が多くなり、結果的に、窓部材２４の中央領域Ａの温度が、窓部材２４の端部領域Ｂに比べ温度が高くなるものである。
この結果、窓部材２４の中央領域Ａが熱によって破損し、窓が破れるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであって、窓部材の中央領域に飛んでくる電子の量を減らすことにより、窓部材中央領域における窓の発熱を抑制して、窓部材中央領域の窓の破損を防止することができる電子ビーム管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明の電子ビーム管は、真空容器の内部に電子を放出する帯状のフィラメントが直線状に配置され、当該フィラメントから放出された電子を透過する窓がフィラメント軸に沿って形成された窓部材を有する電子ビーム管において、
前記フィラメントは、複数の貫通孔が形成され、フィラメントの単位面積あたりの表面積が、フィラメントの幅方向において両端側より中央側の方が小さくなっていることを特徴とする。
特に、前記貫通孔は、全て同一形状であって、フィラメントの幅方向において中央側に貫通孔が密に存在し、フィラメントの幅方向において両端側に貫通孔が粗に存在していることを特徴とする。
或いは、貫通孔は、フィラメントの幅方向において中央側に位置する貫通孔の開口面積が一番大きく、フィラメントの幅方向において両端側に向かうにつれて、順次貫通孔の開口面積が小さくなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電子ビーム管によれば、フィラメント幅方向の中央側である窓部材中央領域における窓の発熱を抑制して、窓部材中央領域の窓の破損を防止するとともに、各窓から放射される電子ビーム出力が均一化されたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の電子ビーム管は、図１に示す電子ビーム管とフィラメントを除く構造は同じであり、図１を用いて本発明の電子ビーム管の基本構造を説明する。
【００１３】
電子ビーム管１は、真空容器２１の内部に電子を放出するフィラメント３ａが直線状に配置され、フィラメント３ａから放射された電子を透過する窓２４ａが後述するフィラメント軸Ｘ−Ｘに沿って複数個形成された窓部材２４を有している。
【００１４】
図２は、本発明の電子ビーム管のフィラメントのみ取り出した説明図であり、フィラメントを電子ビーム出射方向から見た平面図である。
フィラメント３ａは、タングステン製であり、幅１．２ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚み０．０２ｍｍの幅広の帯状体である。
【００１５】
そして、フィラメント３ａは、フィラメント軸Ｘ−Ｘに位置する部分にのみ複数の貫通孔Ｈが形成されている。貫通孔Ｈは直径０．３ｍｍの孔である。
この結果、フィラメントの単位面積あたりの表面積は、フィラメントの幅方向であるＹ−Ｙ方向において、両端側より中央側の方が小さくなっている。
つまり、グリッド３ｂの電子レンズの収差によって電子が窓部材２４の中央領域Ａに集まる傾向にあるが、フィラメントの幅方向であるＹ−Ｙ方向において、中央側の位置にフィラメントが存在しない部分があるので、フィラメント３ａの中央領域Ａから出射される電子の量を減らすことができ、結果的に、窓部材２４の中央領域Ａに飛んでくる電子の量を、フィラメントに貫通孔Ｈがない場合に比べ、小さくすることができる。
フィラメント３ａは、具体的には、図２中、フィラメント３ａは、フィラメントの幅方向（Ｙ−Ｙ方向）において中央側である中央領域Ａの幅は０．４ｍｍ、フィラメントの幅方向（Ｙ−Ｙ方向）において両端側である端部領域Ｂの幅は０．４ｍｍであり、貫通孔Ｈの大きさを調整することにより、フィラメント３ａの中央領域Ａでは単位面積１００ｍｍ２あたりの表面積は３６〜９８mm２であり、端部領域Ｂでは単位面積１００ｍｍ２あたりの表面積は１００ｍｍ２である。
【００１６】
よって、図６に示す窓部材の中央領域Ａに飛んでくる電子の量をＡｅ、端部領域Ｂに飛んでくる電子の量をＢｅとすると、それぞれの電子の量の比、Ａｅ／Ｂｅの値を小さくでき、従来のフィラメントに貫通孔が無い場合に比べ、窓部材の中央領域Ａの温度上昇を抑制することができ、窓部材の窓の破損を防止することができる。
また、窓部材の中央領域Ａと窓部材の端部領域Ｂに飛んでくる電子の量が差が小さくなり、窓部材から出射される電子ビームが均一化される。
【００１７】
図３は、本発明の電子ビーム管の他のフィラメント構造を示す説明図であり、フィラメントを電子ビーム出射方向から見た平面図である。
【００１８】
フィラメント３ａは、タングステン製であり、幅１．２ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚み０．０２ｍｍの幅広の帯状体である。
【００１９】
そして、貫通孔Ｈは全て同一形状の直径０．１ｍｍの孔であり、フィラメントの幅方向（Ｙ−Ｙ方向）において中央側であるフィラメント３ａの中央領域Ａに貫通孔が密に存在し、フィラメントの幅方向（Ｙ−Ｙ方向）において両端側であるフィラメント３ａの端部領域Ｂに貫通孔が粗に存在している。
【００２０】
この結果、フィラメントの単位面積あたりの表面積は、フィラメントの幅方向であるＹ−Ｙ方向において、両端側より中央側の方が小さくなっており、フィラメントの幅方向であるＹ−Ｙ方向において、中央側の位置にフィラメントが存在しない部分が多くある状態になっている。
つまり、グリッド３ｂの電子レンズの収差によって電子が窓部材２４の中央領域Ａに集まる傾向にあるが、フィラメントの幅方向であるＹ−Ｙ方向において、フィラメントの単位面積あたりの表面積が両端側より中央側の方で小さくなっているので、フィラメント３ａの中央領域Ａから出射される電子の量を減らすことができ、結果的に、窓部材２４の中央領域Ａに飛んでくる電子の量を、フィラメントに貫通孔Ｈがない場合に比べ、小さくすることができる。
フィラメント３ａは、具体的には、図３中、フィラメント３ａの中央領域ＡのＹ−Ｙ方向における幅は０．４ｍｍ、端部領域Ｂの幅は０．４ｍｍであり、貫通孔Ｈの大きさを調節したり離間距離を調節して、フィラメント３ａの中央領域Ａでは単位面積１００ｍｍ２あたりの表面積は２５〜８９ｍｍ２であり、端部領域Ｂでは単位面積あたりの表面積は６２〜９６ｍｍ２である。
【００２１】
よって、図６に示す窓部材の中央領域Ａに飛んでくる電子の量をＡｅ、端部領域Ｂに飛んでくる電子の量をＢｅとすると、それぞれの電子の量の比、Ａｅ／Ｂｅの値を小さくでき、従来のフィラメントに貫通孔が無い場合に比べ、窓部材の中央領域Ａの温度上昇を抑制することができ、窓部材の窓の破損を防止することができる。
また、窓部材の中央領域Ａと窓部材の端部領域Ｂに飛んでくる電子の量が差が小さくなり、窓部材から出射される電子ビームが均一化される。
【００２２】
図４は、本発明の電子ビーム管の他のフィラメント構造を示す説明図であり、フィラメントを電子ビーム出射方向から見た平面図である。
【００２３】
フィラメント３ａは、タングステン製であり、幅１．２ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚み０．０２ｍｍの幅広の帯状体である。
【００２４】
そして、フィラメント３ａには形状の異なる貫通孔が複数形成され、フィラメントの幅方向（Ｙ−Ｙ方向）において中央側であるフィラメント３ａの中央領域Ａの中心に位置する貫通孔Ｈ１（直径０．２ｍｍ）が一番開口面積が大きく、フィラメントの幅方向（Ｙ−Ｙ方向）において両端側に向かうにつれて、順次に貫通孔Ｈ２（直径０．０８ｍｍ）、Ｈ３（直径０．０２ｍｍ）の開口面積が小さくなるものである。
【００２５】
つまり、グリッド３ｂの電子レンズの収差によって電子が窓部材２４の中央領域Ａに集まる傾向にあるが、フィラメントの幅方向であるＹ−Ｙ方向において、フィラメントの単位面積あたりの表面積が両端側より中央側の方で小さくなっているので、フィラメント３ａの中央領域Ａから出射される電子の量を減らすことができ、結果的に、窓部材２４の中央領域Ａに飛んでくる電子の量を、フィラメントに貫通孔Ｈがない場合に比べ、小さくすることができる。
フィラメント３ａは、具体的には、図４中、フィラメント３ａの中央領域ＡのＹ−Ｙ方向における幅は０．４ｍｍ、端部領域の幅は０．４ｍｍであり、貫通孔Ｈの大きさを調節したり離間距離を調節して、フィラメント３ａの中央領域Ａでは単位面積１００ｍｍ２あたりの表面積は５６〜９２ｍｍ２であり、端部領域Ｂでは単位面積あたりの表面積は８０〜９９ｍｍ２である。
【００２６】
よって、図６に示す窓部材の中央領域Ａに飛んでくる電子の量をＡｅ、端部領域Ｂに飛んでくる電子の量をＢｅとすると、それぞれの電子の量の比、Ａｅ／Ｂｅの値を小さくでき、従来のフィラメントに貫通孔が無い場合に比べ、窓部材の中央領域Ａの温度上昇を抑制することができ、窓部材の窓の破損を防止することができる。
また、窓部材の中央領域Ａと窓部材の端部領域Ｂに飛んでくる電子の量が差が小さくなり、窓部材から出射される電子ビームが均一化される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電子ビーム管の説明図である。
【図２】本発明の電子ビーム管のフィラメントの説明図である。
【図３】本発明の電子ビーム管の他のフィラメントの説明図である。
【図４】本発明の電子ビーム管の他のフィラメントの説明図である。
【図５】従来の電子ビーム管のフィラメントの説明図である。
【図６】電子ビーム管の窓部材の説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    電子ビーム管
２      真空容器
２１    容器本体
２２    蓋部材
２３    電子ビーム通過孔
２４    窓部材
２４ａ  窓
２４ｂ  梁
３      電子ビーム発生器
３ａ    フィラメント
３１    給電用リード
【図１】
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【図２】
2006047254.tif 000004
【図３】
2006047254.tif 000005
【図４】
2006047254.tif 000006
【図５】
2006047254.tif 000007
【図６】
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